CN113680840B - 一种高碳钢细丝的拉拔工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高碳钢细丝的拉拔工艺，将直径≤0.65mm，抗拉强度>1300MPa的高碳珠光体钢丝经过多个拉丝模具进行连续冷拉拔，得到直径为0.03~0.06mm，抗拉强度为4000～5000MPa的细丝，拉拔加工道次变形量为6～20%。利用本发明得到的高碳钢细丝尺寸精度高、表面质量好，单丝扭转不分层，拉拔过程中不易发生断丝现象，成品率较高，能够实现稳定化、批量化大生产。

Description

一种高碳钢细丝的拉拔工艺
技术领域
本发明涉及一种高碳钢细丝的拉拔工艺，属于金属丝材加工技术领域。
背景技术
现有技术中，对于直径小于0.1mm的金属丝材，拉拔过程中通常需要采用退火处理，使得加工工艺变的繁琐，耗费大量的人力和财力，还会使得产品的强度级别下降。对于直径小于0.06mm的高碳钢细丝，因受总压缩率较大、模孔制造精度、穿模操作等因素的影响，采用常规拉拔工艺生产，会使得拉拔断丝严重，拉丝变形能力差，单丝易扭转分层，不仅造成了成材率低，还会使生产效率降低，增加了制造成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高碳钢细丝的拉拔工艺，提高高碳钢细丝的成材率及生产效率。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
本发明提供一种高碳钢细丝的拉拔工艺，包括以下步骤：将直径≤0.65mm，抗拉强度>1300MPa的高碳珠光体钢丝经过多个拉丝模具进行连续冷拉拔，得到直径为0.03~0.06mm，抗拉强度为4000～5000MPa的细丝，拉拔加工道次变形量为6～20%。
进一步的，所述连续冷拉拔分为以下阶段：
第一阶段：当拉拔高碳珠光体钢丝的真应变≤1.5时，道次变形量采用先升后降的趋势配模，道次变形量在15~20%之间；
第二阶段：当拉拔高碳珠光体钢丝的真应变在1.5~4之间时，道次变形量在16~18%之间波动；
第三阶段：当拉拔高碳珠光体钢丝的真应变≥4时，道次变形量在6~15%之间波动。
进一步的，所述第一阶段中第三道次变形量达到最大，所述第三阶段中成品模道次变形量最小。
进一步的，所述高碳珠光体钢丝经过25~30个拉丝模具进行连续冷拉拔。
进一步的，所述拉丝模具包括过程双模，所述过程双模设置在拉丝模具的后5道次中。
进一步的，所述过程双模个数不大于3个，用于改变道次变形量。
进一步的，所述高碳珠光体钢丝直径≥0.15mm时，使用常规钨钢模具拉拔；当高碳珠光体钢丝直径<0.15mm后，使用聚晶模拉拔。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明提供了一种高碳钢细丝的拉拔工艺，可进行连续拉拔，中间无需进行退火处理，制备方法简单，节能降耗，大幅度地降低了高碳钢细丝的制造成本；
通过对拉丝模具进行科学配比，拉拔时不易发生断丝现象，成品率较高，能够实现稳定、批量化生产。
通过本发明工艺得到的高碳钢细丝扭转不易分层，尺寸精度高且表面质量好。
附图说明
图1是本发明实施例1中拉拔道次变形量图；
图2是本发明实施例2中拉拔道次变形量图；
图3是本发明实施例3中拉拔道次变形量图；
图4是本发明实施例4中拉拔道次变形量图；
图5是现有技术制备的F0.06mm细丝扭转断口图；
图6是本发明实施例制备的F0.06mm细丝扭转断口图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
传统细丝的拉拔工艺一般是第一道次压缩率较小，第二道次压缩率最大，以后各道次压缩率逐渐递减，其中成品道次的压缩率最小。采用传统方法拉拔直径≤0.06mm的细丝，会造成拉拔断丝严重，且单丝扭转易分层。
现采用本发明提供的一种高碳钢细丝的拉拔工艺，具体将直径≤0.65mm，抗拉强度>1300MPa的高碳珠光体钢丝经过25~30个拉丝模具进行连续冷拉拔，得到直径为0.03~0.06mm，抗拉强度为4000～5000MPa的细丝，拉拔加工道次变形量为6～20%，能够防止严重的拉拔断丝，降低钢丝的出模温度和残余应力。
其中，连续冷拉拔工艺包括以下三个阶段：
第一阶段：当拉拔高碳珠光体钢丝的真应变≤1.5时，道次变形量采用先升后降的趋势配模，道次变形量在15~20%之间，第3道次变形量达到最大；
第二阶段：当拉拔高碳珠光体钢丝的真应变在1.5~4之间时，道次变形量在16~18%之间波动；
第三阶段：当拉拔高碳珠光体钢丝的真应变≥4时，道次变形量在6~15%之间波动，尤其是成品模道次变形量最小。
过程双模的个数不大于3个，位置放在倒数第2~5道次上，模具总个数不超过30个。在后5道次中使用过程双模进行拉拔，这是因为细丝抗拉强度的上升主要集中在最后5道次上，加工硬化率较高。
在后5道次上增加过程双模，可以改变道次变形量，减少加工硬化率，从而可有效降低钢丝的残余应力，有效控制圈径大小，降低细丝的出模温度，使得钢丝扭转不易分层。
如图5、6所示，分别为现有技术和本发明工艺制备的F0.06mm细丝扭转断口图，对比可以发现，现有技术制备的F0.06mm细丝扭转断口呈现分层现象，而根据本发明提供一种高碳钢细丝的拉拔工艺制得的F0.06mm细丝扭转断口不分层。
由于钢丝直径越细，拉拔越困难，当钢丝直径≥0.15mm时，使用常规钨钢模具进行拉拔；钢丝直径<0.15mm后，使用聚晶模进行拉拔，聚晶模制造精度高，表面光滑，越有利于细直径的钢丝拉拔。
当钢丝直径<0.08mm，在穿模时，先通过腐蚀液对钢丝的一端进行腐蚀打尖后再进行穿模的，不易断丝，使得工人的操作方便，一台机床可节省时间10~20min，提高了穿模效率，所用的腐蚀液为盐酸溶液或硝酸溶液。
实施例1：
如图1所示，为本发明实施例1中F0.06mm细丝的拉拔道次变形量图，其中连续冷拉拔工艺包括以下三个阶段：
第一阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变≤1.5时，道次变形量采用先升后降的趋势配模，道次变形量在16~20%之间，第3道次变形量达到最大，为19.67%；
第二阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变在1.5~4之间时，道次变形量在16~18%之间波动；
第三阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变≥4时，道次变形量在12~15%之间波动，成品模道次变形量最小，为12.11%。
按照图1所示的拉拔工艺生产直径为0.06mm细丝，其抗拉强度为4379MPa，扭转值为73~80圈，细丝出模温度为130~150℃，断丝长度超过120万米，产品性能满足要求。
可实施的，根据图1所示的拉拔工艺，在倒数第2~4道次上各增加一个过程双模，模孔直径的平方为其前一道次丝径和后一道次丝径的乘积。所生产的细丝扭转值提高了5~8圈，扭转断口不分层；同时还可以减小细丝的出模温度，小于120℃；降低钢丝的残余应力，细丝圈径>200mm。
实施例2：
图2为本发明实施例2中F0.055mm细丝拉拔道次变形量图，其中连续冷拉拔包括以下三个阶段：
第一阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变≤ 1.5时，道次变形量采用先升后降的趋势配模，道次变形量在16~20%之间，第3道次变形量达到最大，为19.67%；
第二阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变在1.5~4之间时，道次变形量在16~18%之间波动；
第三阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变≥4时，道次变形量在6~15%之间波动，成品模道次变形量最小，为6.89%。
按照图2所示的拉拔工艺生产直径为0.055mm细丝，其抗拉强度为4405MPa，扭转值为65~78圈，细丝出模温度为130~145℃，断丝长度超过80万米，产品性能满足要求。
可实施的，根据图2所示的拉拔工艺，在倒数第3~5道次上各增加一个过程双模，模孔直径的平方为其前一道次丝径和后一道次丝径的乘积。所生产的细丝扭转值提高了3~5圈，扭转断口不分层；同时还可以减小细丝的出模温度，小于120℃；降低钢丝的残余应力，细丝圈径>200mm。
实施例3：
图3为本发明实施例3中F0.05mm细丝拉拔道次变形量图，其中连续冷拉拔包括以下三个阶段：
第一阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变≤ 1.5时，道次变形量采用先升后降的趋势配模，道次变形量在15~20%之间，第3道次变形量达到最大，为19.22%；
第二阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变在1.5~4之间时，道次变形量在16~18%之间波动；
第三阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变≥4时，道次变形量在7~15%之间波动，成品模道次变形量最小，为7.54%。
按照图3所示的拉拔工艺生产直径为0.05mm细丝，其抗拉强度为4489MPa，扭转值为62~75圈，细丝出模温度为130~145℃，断丝长度超过80万米，产品性能满足要求。
可实施的，根据图3所示的拉拔工艺，在倒数第2道次和第4道次上各增加一个过程双模，模孔直径的平方为其前一道次丝径和后一道次丝径的乘积。所生产的细丝扭转值提高了3~5圈，扭转断口不分层；同时还可以减小细丝的出模温度，小于120℃；降低钢丝的残余应力，细丝圈径>150mm。
实施例4：
图4为本发明实施例4中F0.03mm细丝拉拔道次变形量图，其中连续冷拉拔包括以下三个阶段：
第一阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变≤1.5时，道次变形量采用先升后降的趋势配模，道次变形量在15~20%之间，第3道次变形量达到最大，为19.27%；
第二阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变在1.5~4之间时，道次变形量在16~18%之间波动；
第三阶段：当高碳珠光体钢丝的真应变≥4时，道次变形量在6~15%之间波动，成品模道次变形量最小，为6.35%。
按照图4所示的拉拔工艺生产直径为0.03mm细丝，其抗拉强度为4865MPa，扭转值为44~50圈，细丝出模温度为125~140℃，断丝长度超过15万米，产品性能满足要求。
可实施的，根据图4所示的拉拔工艺，在倒数第4道次上增加一个过程双模，模孔直径的平方为其前一道次丝径和后一道次丝径的乘积。所生产的细丝扭转值提高了3~5圈，扭转断口不分层，同时还可以减小细丝的出模温度，小于115℃；降低钢丝的残余应力，细丝圈径>150mm。
根据实施例1-4可知，利用本发明得到的高碳钢微细丝尺寸精度高、表面质量好，单丝扭转不分层，拉拔过程中不易发生断丝现象，成品率较高，能够实现稳定化、批量化大生产。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高碳钢细丝的拉拔工艺，其特征在于，包括以下步骤：将直径≤0.65mm，抗拉强度>1300MPa的高碳珠光体钢丝经过多个拉丝模具进行连续冷拉拔，得到直径为0.03~0.06mm，抗拉强度为4000～5000MPa的高碳钢细丝，拉拔加工道次变形量为6～20%；
所述连续冷拉拔分为以下阶段：
第一阶段：当拉拔高碳珠光体钢丝的真应变≤1.5时，道次变形量采用先升后降的趋势配模，道次变形量在15~20%之间；
第二阶段：当拉拔高碳珠光体钢丝的真应变大于1.5，且小于4时，道次变形量在16~18%之间波动；
第三阶段：当拉拔高碳珠光体钢丝的真应变≥4时，道次变形量在6~15%之间波动。
2.根据权利要求1所述的一种高碳钢细丝的拉拔工艺，其特征在于，所述第一阶段中第三道次变形量达到最大，所述第三阶段中成品模道次变形量最小。
3.根据权利要求1所述的一种高碳钢细丝的拉拔工艺，其特征在于，所述高碳珠光体钢丝经过25~30个拉丝模具进行连续冷拉拔。
4.根据权利要求1所述的一种高碳钢细丝的拉拔工艺，其特征在于，所述拉丝模具包括过程双模，所述过程双模设置在拉丝模具的后5道次中。
5.根据权利要求4所述的一种高碳钢细丝的拉拔工艺，其特征在于，所述过程双模个数不大于3个。
6.根据权利要求1所述的一种高碳钢细丝的拉拔工艺，其特征在于，所述高碳珠光体钢丝直径≥0.15mm时，使用常规钨钢模具拉拔；当高碳珠光体钢丝直径<0.15mm，使用聚晶模拉拔。
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